DE2619980A1

DE2619980A1 - Ausfallsichere bremse fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE2619980A1
Application number: DE19762619980
Authority: DE
Inventors: David T Rach
Original assignee: JI Case Co
Current assignee: Case LLC
Priority date: 1975-07-21
Filing date: 1976-05-06
Publication date: 1977-02-10
Also published as: ZA761790B; JPS5214176A; FR2319054A1; AU1364576A; CA1003346A; BR7602818A; US3974896A; GB1537698A

Description

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT

PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

J I Case Company 105/15

Ausfallsichere Bremse für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft eine ausfallsichere Bremse für ein Fahrzeug, mit hydraulisch betätigten Reibungsbremselementen und mit Federmitteln zur Einwirkung auf die Bremselemente bei fehlendem Hydraulikdruck.

Im Stand der Technik sind zahlreiche Konstruktionen von hydraulischen Bremsen für Fahrzeuge beschrieben. Bei diesen bekannten Bremsen sind Mittel vorgesehen, um den Bremselementen Hydraulikdruck zuzuführen, so daß sie verlagert und in Abhängigkeit des zugeführten Hydraulikdruckes in einer Bremsstellung gehalten werden. Es sind ferner hydraulische Brems η bekannt, bei denen Federn zur Betätigung der Bremselemente vorgesehen sind, wenn

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kein Hydraulikdruck verfügbar ist, und zwei solcher Ausführungsformen sind in den US-Patentschriften 3 613 839 und 3 647 030 beschrieben. Die US-PS 3 872 954 zeigt eine Anordnung, bei der sowohl hydraulisch betätigte Bremselemente als auch Federmittel zur Aufrechterhaltung des Druckes an den Bremsscheiben vorgesehen sind, falls zur Erzeugung des Druckes keine Hydraulikflüssigkeit verfügbar ist. Weitere Bremsanordnungen mit einer Kombination von Hydraulikmitteln und Federmitteln zur Steuerung und Betätigung der Bremselemente sind in den US-Patentschriften 3 770 085, 3 863 038 und 3 557 913 beschrieben.

Die oben erwähnten Patentschriften zeigen Lösungen, die zwar eine Bremsung gewährleisten, wenn die Hydraulikanlage ausfällt, jedoch sind diese Anordnungen in der Praxis unzulänglich. So ist es beispielsweise nicht möglich, bei ausgefallenem Hydrauliksystem die mechanische Bremse zu lösen, was beispielsweise erwünscht wäre, um das Fahrzeug abschleppen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ausfallsichere Bremse der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch größere Vielseitigkeit und zusätzliche Funktionen gegenüber den bekannten Bremsen auszeichnet.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf einem Leitelement ein Kolben verschiebbar und flüssigkeitsdicht gelagert ist, der auf einen ebenfalls auf dem Leitelement angebrachten Vorsprung zu oder von diesem weg bewegbar ist, daß an den Kolben ein zylindrischer Körper befestigt ist, der sich vom Kolben in flüssigkeitsdichter Gleitbeziehung über den Vorsprung erstreckt und mit diesem und dem Kolben eine Tasche bildet, und durch den bei einer Bewegung des Kolbens in Richtung auf den Vorsprung die Bremselemente betätigbar sind, daß die

Tasche über einen Durchlaß mit Hydraulikflüssigkeit von einer Hydraulikpumpe derart beaufschlagbar ist, daß der Kolben vom Vorsprung fortbewegt wird und die Bremselemente von der Bremskraft entlastet werden, daß die Federmittel an dem Kolben so angreifen, daß dieser in Richtung auf den Vorsprung bewegt wird und die Bremselemente betätigt, wenn in der Tasche kein oder nur wenig Hydraulikdruck ansteht, und daß den Bremselementen ein zusätzliches Betätigungselement zugeordnet ist, durch das die Bremselemente unabhängig von der Bewegung des Kolbens betätigbar sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das zusätzliche Betätigungselement zwischen den Kolben und den Bremselementen angeordnet und steht in Berührung mit dem zylindrischen Körper, der die Federkraft auf die Bremselemente überträgt, und das zusätzliche Betätigungselement ist ebenfalls auf dem Leitelement unabhängig von der Bewegung des Kolbens verschiebbar gelagert, wodurch die Bremselemente unabhängig von der vom Kolben ausgeübten Kraft bei der Betriebsbremsung unmittelbar betätigbar sind.

Dabei ist das zusätzliche Betätigungselement auf der dem Kolben gegenüberliegenden Seite des Vorsprungs so angeordnet, daß es eine zweite Tasche mit dem Vorsprung bildet, und die zweite Tasche ist über einen zweiten Durchlaß mit Hydraulikflüssigkeit von der Hydraulikpumpe bei der Betriebsbremsung beaufschlagbar.

Dadurch, daß zwei unabhängig voneinander steuerbare Elemente vorgesehen sind, kann über die mechanisch wirkende Bremse bei Ausfall des Hydrauliksystems auch ein Lösen der mechanischen Bremse bewirkt werden, und darüber hinaus ist auch eine Notbremsung möglich, indem der hydraulisch erzeugten Bremskraft noch die mechanisch erzeugte Bremskraft hinzugefügt wird.

-A-

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung bedueten:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Bremse, wobei beiderseits der Mittellinie unterschiedliche Zustände dargestellt sind, und

Fig. 2 den zu Fig. 1 gehörenden hydraulischen Schaltkreis.

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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein die erfindungsgemäße Vorrichtung umschließendes Gehäuse 10 sowie ein weiteres Gehäuse 11 vorgesehen, das mit dem Gehäuse 10 durch Schrauben 12 verbunden ist. Innerhalb des Gehäuses 11 sind übliche Scheibenbremsglieder 13 und 14 an einer Nabe 16 einer Welle 17 angebracht. Somit werden .in üblicher Weise die Bremsglieder und 14 durch in axialer Richtung wirkende Kräfte miteinander in Berührung gebracht, so daß - da die Glieder 13 an einer Drehung gehindert werden - die Drehung der Bremsglieder 14 und demzufolge der Welle 17 beendet wird. Die Bremsglieder 13 stehen dabei in üblicher Weise in Eingriff mit wenigstens einigen der Schrauben 13, was in der oberen Hälfte von Fig. 1 dargestellt ist, und somit wirken die Glieder 13 und 14 einer Drehung entgegen, wenn sie gegeneinander gepreßt werden. Eine in der unteren Hälfte von Fig. 1 auf der Schraube 12 dargestellte Druckfeder 18 wirkt auf die Scheibe 13 ein und beseitigt den axialen Druck zwischen den Scheiben 13 und 14, wenn auf sie keine Bremskraft ausgeübt wird.

Die Anordnung innerhalb des Gehäuses 11 kann von dem üblichen, in den oben erwähnten Patentschriften beschriebenen Aufbau sein, während der Rest der in Fig. 1 dargestellten Elemente zur Erfindung gehört.

Im Gehäuse 10 ist eine Welle 19 gelagert und darin mittels einer Mutter 21 festgelegt. Die Welle 19 ist mit einem scheibenförmigen Glied 22 versehen, das in Achsrichtung in bezug auf die Welle 19 durch eine Schulter 23 und einen Sprengring 24 festgelegt ist. Ferner sind auf der Welle 19 zwei Kolben 26 und 27 angebracht, die radial zur Welle 19 verlaufen und diese vollständig umgeben. Die Welle 19 dient somit als Lager und als Führung für die in Achsrichtung bewegbaren Kolben 26 und 27, wobei zwischen der Welle 19 und den Kolben Dichtungen 28 vorge-

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sehen sind. Die Kolben 26 und 27 sowie die Scheibe 22 haben alle den gleichen Außendurchmesser 29. Ein zylindrischer Körper 31 mit einem diesem Außendurchmesser entsprechenden Innendurchmesser umgibt die Kolben 26 und 27 sowie die Scheibe 22, und das zylindrische Glied 31 ist so lang bemessen, daß es sich über die Kolben 26 und 27 und die Scheibe 22 erstreckt, wobei Dichtungen'32 und ein O-Ring 33 für einen flüssigkeitsdichten Verschluß in bezug auf die beiden Kolben und die Scheibe 22 sorgen. Der Körper 31 ist ferner am Kolben 26 befestigt, so daß er mit diesem axial bewegbar ist, und diese Befestigung erfolgt mittels eines Drahtringes 34, der in Eingriff mit dem Kolben 26 und dem Innenumfang 36 des Körpers 31 steht.

Der Körper 31 umschließt den Umfang 38 des Kolbens 27 und fluchtet nicht nur mit dem Kolben 27, sondern auch mit dem Kolben 26 und der Scheibe , da der Körper 31 auch den Kolben 26 und die Scheibe 22 umschließt. Die Kolben 26 und 27 werden ferner durch die Welle 19 geführt und ausgerichtet gehalten, so daß durch die Welle 19 einerseits und den Körper 31 andererseits ein Verkanten oder -klemmen der Kolben 26 und 27 verhindert wird.

Die Kolben 26 und 27 bilden mit dem scheibenförmigen Glied 22 und dem zylindrischen Körper 31 Taschen 39 und 41. Die Welle 19 besitzt ferner einen Durchlaß 42 zur Tasche 39 und einen Durchlaß 43 zur Tasche 41. Die Durchlässe 42 und 43 sind innerhalb der Welle 19 im Bereich der Mutter 21 vorgesehen, und Fig. 2 zeigt eine Anordnung zur Zuführung von unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit zu den Durchlässen 42 und 43, was weiter unten noch näher erläutert wird.

Bei der beschriebenen Anordnung wird im Durchlaß 43 unter

Druck anstehende Hydraulikflüssigkeit zur Tasche 41 übertragen und wirkt auf den Kolben 27 so ein, daß dieser nach rechts verlagert wird, was in der oberen Hälfte von Fig. 1 dargestellt ist, und hierdurch werden die Scheibenbremsglieder 13 und 14 gegeneinander gedrückt, so daß sie eine Bremswirkung ausüben. Druckentlastung in der Tasche 41 bewirkt eine Freigabe der auf die Scheiben 13 und 14 wirkenden Kraft, so daß der Kolben 27 sich nach links bewegen kann, was unterhalb der Mittellinie C in Fig. 1 dargestellt ist, und dadurch wird die Bremse gelöst, wenn in der Tasche 39 ein hydraulischer Druck herrscht und auf den Kolben 26 wirkt, um diesen in Fig. 1 nach links zu bewegen und damit eine Bewegung des Kolbens 27 nach links zu ermöglichen, denn es ist ersichtlich, daß das Ende 44 des Körpers 31 an der Schulter 46 des Kolbens 27 zur Anlage kommt - was in der unteren Hälfte von Fig. 1 dargestellt ist - und dieser Fall tritt ein, wenn der Kolben 26 gemeinsam mit dem Körper 31 nach rechts bewegt wird. Der Druck in der Tasche 39 bewirkt jedoch, daß der Kolben 26 nach links bewegt wird, und diese Bewegung wird auf einen ringförmigen Körper 47 übertragen, der an dem Kolben 26 anliegt und durch mehrere Druckfedern 48 nach rechts gedrückt wird, die zwischen dem Gehäuse 8 und dem Körper 47 wirksam sind, um den Kolben 26 nach rechts zu drücken. Wenn somit Hydraulikflüssigkeit in der Tasche 39 ansteht, wird der Druck der Federn 48 durch die nach links gerichtete Bewegung des Kolbens 26 unter dem Einfluß des hydraulischen Druckes überwunden, und hierdurch wird verhindert, daß die Federn 48 eine Bremswirkung ausüben.

Aus den obigen Ausführungen ergibt sich, daß bei einer Betriebsbremsung hydraulischer Druck in der Tasche41 ansteht, durch den der Kolben 27 nach rechts bewegt wird und dadurch die Bremswirkung verursacht, und daß die Bremswirkung aufhört, wenn der Druck in der Tasche 41 freigegeben wird und Druck in der Tasche

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ansteht. Wenn jedoch überhaupt kein hydraulischer Druck vorhanden ist, verschieben die Federn 48 den Kolben 26 und den Körper 31 nach rechts, so daß der Kolben 27 eine Bremskraft auf die Bremsscheiben ausübt und dadurch eine Bremswirkung hervorruft, und hierdurch wird ein Bremsversagen selbst dann verhindert, wenn kein Hydraulikdruck verfügbar ist.

Fig. 2 zeigt ein Schaltbild für ein hydraulisches System, bei dem an eine Pumpe 49 Leitungen 51 angeschlossen sind, die zu einem Reservoir 52 und zu einem Ventil 53 verlaufen. Das Ventil 53 ist von Hand verstellbar, und wenn es die in Fig. 2 dargestellte Lage einnimmt, gelangt der Hydraulikdruck durch den Durchlaß 54 des Ventils in eine Leitung 56, die mit dem Durchlaß 42 verbunden ist, so daß die Tasche 39 unter Druck gesetzt wird und damit die Anordnung für eine Betriebsbremsung vorbereitet wird, bei der Druckflüssigkeit in den Durchlaß 43 und die Tasche 41 geleitet wird. Ein Ventil 57 in einer Leitung 58, die zum Durchlaß 43 verläuft, kann durch die Bedienungsperson betätigt werden, und dieses Ventil empfängt Druck von der Pumpe 49 und leitet diesen Druck zum Durchlaß 43 weiter, damit die Betriebsbremsung erfolgen kann.

j Wenn in diesem Schaltzustand des Ventils 53 die Pumpe 49 [ ausfällt oder infolge eines anderen Fehlers im Hydrauliksystem ' der Druck zusammenbricht, kann durch die damit verbundene Druckentlastung in den Taschen 39 und 41 die Feder 48 zur Wirkung

kommen, die dann über den Körper 31 die Bremselemente 13, 14 be- ; tätigt.

Für den Fall, daß die mechanische Bremskrafterzeugung unwirksam gemacht werden soll, und von der Pumpe kein Hydraulikdruck zur Verfügung gestellt werden sollte, z.B. um das Fahrzeug

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bewegen oder abschleppen zu können, ist eine handbetätigte Pumpe 61 in der Leitung 56 vorgesehen, mit der die Tasche 39 mit Druck beaufschlagt und dadurch die Wirkung der Feder aufgehoben werden kann.

Das Ventil 53 kann ferner so verstellt werden, daß der
Durchlaß 59 einen Rückstrom von der Leitung 56 zuläßt. Hierdurch kann in der Tasche 39 eine Druckentlastung hervorgerufen werden. Dies bedeutet, daß bei funktionierendem Hydrauliksystem eine Notbremsung durchführbar ist, bei der außer dem Hydraulikdruck auch noch der Druck der Feder 48 auf die Bremselemente wirkt. Darüber hinaus kann aber auch durch Umstellen des Ventils 53 in diese
Stellung die mechanische Bremskraft wirksam gemacht werden, wenn zwar die Hydraulikpumpe 49 Hydraulikflüssigkeit fördert, ein
Druck in der Tasche 41 jedoch beispielsweise wegen einer Verstopfung in der Zuleitung nicht aufgebaut werden kann.

Die Erfindung ermöglicht somit eine Vielzahl von Funktionen, nämlich einerseits die Betriebsbremsung durch Beaufschlagung der Tasche 41 mit Druck, die Ausfallbremsung durch die Feder 48, die zugleich auch als Parkbremsung bei abgeschaltetem Motor dient,
die Notbremsung durch Druckentlastung in der Tasche 39, die Betriebsbremsung durch die Feder 48 bei fehlendem Druck in der
Tasche 41, und ferner die Aufhebung der durch die Feder 48 erzeugten Bremswirkung durch die manuell zu betätigende Pumpe 61.

- Patentansprüche Bs. hk

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Claims

- ίο -

Patentansprüche

Ausfallsichere Bremse für ein Fahrzeug, mit hydraulisch betätigten Reibungsbremselementen und mit Federmitteln zur Einwirkung auf die Bremselemente bei fehlendem Hydraulikdruck, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Leitelement (19) ein Kolben (26) verschiebbar und flüssigkeitsdicht gelagert ist, der auf einen ebenfalls auf dem Leitelement angebrachten Vorsprung (22) zu oder von diesem weg bewegbar ist, daß an dem Kolben (2 6) ein zylindrischer Körper (31) befestigt ist, der sich vom Kolben (26) in flüssigkeitsdichter Gleitbeziehung über den Vorsprung (22)erstreckt und mit diesem und dem Kolben (26) eine Tasche (39) bildet, und durch den bei einer Bewegung des Kolbens (26) in Richtung auf den Vorsprung die Bremselemente (13, 14) betätigbar sind, daß die Tasche (39) über einen Durchlaß (42) mit Hydraulikflüssigkeit von einer Hydraulikpumpe (49) derart beaufschlagbar ist, daß der Kolben vom Vorsprung (22) fortbewegt wird und die Bremselemente (13, 14) von der Bremskraft entlastet werden, daß die Federmittel (48) an dem Kolben (26) so angreifen, daß dieser in Richtung auf den Vorsprung (22) bewegt wird und die Bremselemente betätigt, wenn in der Tasche (39) kein oder nur wenig Hydraulikdruck ansteht, und daß den Bremselementen (13, 14) ein zusätzliches Betätigungselement (27) zugeordnet ist, durch das die Bremselemente unabhängig von der Bewegung des Kolbens (26) betätigbar sind.
2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Betätigungselement (27) zwischen den Kolben (26) und den Bremselementen (13, 14) angeordnet ist und in

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Berührung mit dem zylindrischen Körper (31) steht, der die Federkraft auf die Bremselemente (13, 14) überträgt, und daß das zusätzliche Betätigungselement ebenfalls auf dem Leitelement (19) unabhängig von der Bewegung des Kolbens(26) verschiebbar gelagert ist und dadurch die Bremselemente unabhängig von der vom Kolben (26) ausgeübten Kraft bei der Betriebsbremsung unmittelbar betätigbar sind.
3. Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Betätigungselement (27) auf der dem Kolben (26) gegenüberliegenden Seite des Vorsprungs (22) so angeordnet ist, daß es eine zweite Tasche (41) mit dem Vorsprung bildet, und daß die zweite Tasche (41) über einen zweiten Durchlaß (43) mit Hydraulikflüssigkeit von der Hydraulikpumpe (49) bei der Betriebsbremsung beaufschlagbar ist.
4. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das zusätzliche Betätigungselement einen zweiten Kolben (27) bildet.
5. Bremse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der am ersten Kolben (26) befestigte und mit diesem bewegbare zylindrische Körper (31) sich auch über den zweiten Kolben (27) erstreckt und mit diesem in flüssigkeitsdichtem Kontakt steht, und daß der zylindrische Körper (31) und der zweite Kolben (27) miteinander zusammenwirkende Anlageflächen (44, 46) für die übertragung der Kräfte der Federmittel (48) auf den zweiten Kolben (27) aufweisen.
6. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Durchlässe (42, 43) in dem Leit- ' element (19) vorgesehen sind.

Bs. hk

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7. Bremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet/ daß dem ersten Durchlaß (42) ein Hydraulikventil (53) zugeordnet ist, mit dem die erste Tasche (39) wahlweise mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar ist.
8. Bremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet/ daß dem zweiten Durchlaß (43) ein zweites Hydraulikventil (57) zugeordnet ist, mit dem die zweite Tasche (41) wahlweise mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar ist.
9. Bremse nach Anspruch 1 bis 8/ dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile in einem Gehäus (10) angeordnet sind und einige der Bremselemente über Verbindungsglieder so mit dem Gehäuse verbunden sind, daß das Gehäuse die Reaktionskräfte aufnimmt.
10. Bremse nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß von Hand steuerbare Mittel (61) vorgesehen sind, durch die die Kraft der Federmittel überwindbar und dadurch die Bremselemente freigebbar sind, wenn in der zweiten Tasche (41) kein Hydraulikdruck ansteht.
11. Bremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus einer handbetätigten Pumpe (61) bestehen, mit der Hydraulikflüssigkeit in die erste Tasche (39) einführbar ist.

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